3.1 Hipótesis de De Broglie

En 1923, De Broglie lanzó la hipótesis de que la materia en general también presenta el doble comportamiento que presentaba la luz, esa dualidad onda-corpúsculo. No se quedó en el planteamiento cualitativo, extraordinariamente atrevido, sino que lo reflejó en la expresión en la que m es la masa de la partícula, la velocidad con la que se mueve y la longitud de onda asociada a su movimiento.Esta hipótesis fue comprobada experimentalmente por Davidson y Germer en 1927, que observaron que una corriente de electrones se difractaba, fenómeno típicamente ondulatorio.

Fíjate en las imágenes. A la izquierda se ve la experiencia de las dos rendijas de Young con una fuente de luz, de manera que interfieren los dos haces de luz. A la derecha se observa el comportamiento ondulatorio de una corriente de electrones que pasa a través de dos rendijas, dando lugar a bandas de interferencia en la pantalla en la que inciden los electrones.


En el caso de un electrón que se mueva a una velocidad que sea la décima parte de la de la luz, su onda asociada tiene una de 0,242 angstroms, del orden del tamaño de la zona en la que se mueve el electrón del átomo de hidrógeno. Solamente tienes que sustituir en la expresión de De Broglie los valores de la masa del electrón (9,1 10-31 kg), la constante de Planck (6,62 10-34 J.s) y la velocidad de la luz (3 108 m/s).

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto
La longitud de onda asociada a objetos macroscópicos
 
Calcula la longitud de onda asociada a una persona de 70 kg de masa que se mueve a 1 m/s (¡paseando!). ¿Crees que es significativo ese valor con respecto al orden de tamaño de la persona?


Icono IDevice Pre-conocimiento

La hipótesis de De Broglie y el modelo de Bohr
 
Si consideras un electrón que gira en una órbita circular, como proponía Bohr, pero tienes en cuenta su naturaleza ondulatoria -la onda asociada a su movimiento-, la longitud de la trayectoria circular debe ser un múltiplo entero de la longitud de onda para que la órbita sea estable, como puedes ver en la imagen.


Fíjate en que la conclusión que se alcanza es precisamente el segundo postulado de Bohr.